CN113323386B - 模块化钢结构的安装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模块化钢结构的安装方法，其步骤为：在地基上绑扎地梁钢筋及支模，得到复数个地基单元格；在地基单元格的交叉处向上绑扎杯口钢筋并支模，得到杯口钢筋笼基座及杯口钢筋笼，设置柱脚定位底板及柱脚侧壁安装板，然后支模；复核柱脚定位底板的标高后，用混凝土浇筑地梁钢筋杯口钢筋笼基座，完成地梁及杯口基座施工；完成地坪施工；在杯口内放入钢结构柱子；将底层连接梁安装在钢结构柱子之间，形成第一层框架，逐层安装横梁形成多层框架结构。本发明能够实现杯口柱脚和地坪同时施工，钢结构柱无需进行分割，采用杯口方式提高钢结构柱在安装过程中的稳定性，安装安全风险降低，大幅降低成品保护难度。

Description

模块化钢结构的安装方法
技术领域
本发明涉及一种模块化钢结构，尤其是一种模块化钢结构的安装方法。
背景技术
在有些工厂扩建项目中，主生产装置需要采用多层钢结构装置，且要求底层设备需要提前安装，但是现场安装场地有限，工期较短，给施工带来很多不便。根据钢结构规范的要求，多层钢结构装置需要采用埋入式柱脚形式，如采用传统施工方法，可采用以下两种方式进行：
1.桩基工程施工完成后，装置区进行整体开挖，然后进行基础施工，基础强度达到后进行钢结构柱安装，主体安装柱安装完毕后再进行柱脚钢筋混凝土浇筑，接着进行地坪施工及设备基础施工，强度满足后才能安装底层设备、安装上层钢结构。
2.桩基工程施工完成后，装置区进行整体开挖，然后进行基础施工，安装钢结构短柱(将柱分为两节，约在地面以上1米处分割，先安装短柱，然后再将上部的长的柱子进行安装、与下部进行焊接)，浇筑柱脚混凝土，然后进行地坪施工，强度达到后安装底层设备，安装钢结构柱上半段，安装钢结构主体。
以上两种方法均有利有弊。第一种方法的有利方面包括：能够保证柱子一次安装到位，满足安装精度要求；柱脚钢筋混凝土施工便利。不利方面主要有：装置区内部为开挖地面，钢结构安装无施工面；整体施工周期长；受钢结构影响，地坪施工难度大。第二种方法的有利方面包括：1)钢结构短柱和地坪能够同时施工，地坪施工难度低，同时能够给底层设备安装及钢结构上层结构安装提供施工面；2)钢结构柱脚混凝土施工便利。但同样存在不利的情况，例如：24米长的柱子分为两截，现场进行拼装、焊接，要求精度在3mm以内，施工难度大，风险不可控；底层设备成品保护难度大。
发明内容
本发明是为了解决上述问题，而提供一种模块化钢结构的安装方法，实现钢结构柱脚杯口和地坪能够同时施工。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：1.一种模块化钢结构的安装方法，包括以下步骤：
步骤1，在地基上绑扎地梁钢筋及支模，得到复数个地基单元格；
步骤2，在所述地基单元格的交叉处，沿所述地基向上绑扎杯口钢筋并支模，得到连接在一起的杯口钢筋笼基座及杯口钢筋笼，所述杯口钢筋基座的上端与所述地梁钢筋的上表面齐平，所述柱脚杯口钢筋笼沿所述地梁钢筋的上表面向上延伸；
步骤3，在所述杯口钢筋笼的底部设置柱脚定位底板，并在所述杯口钢筋笼的上端的四壁均设置柱脚侧壁安装板，然后支模；
步骤4，复核所述柱脚定位底板的标高后，用混凝土浇筑所述地梁钢筋至埋没住所述地梁钢筋及所述杯口钢筋笼基座，完成地梁及杯口基座施工；
步骤5，用混凝土继续对所述杯口钢筋笼进行浇筑得到内部中空敞口结构从而完成杯口施工；
步骤6，在所述地基单元格内回填土，然后浇筑混凝土完成地坪施工，所述地坪不覆盖所述杯口；
步骤7，在所述杯口内放入钢结构柱子；
步骤8，在距离所述地坪一定高度处，将底层连接梁安装在所述钢结构柱子之间，形成第一层框架；
步骤9，在所述第一层框架的上方，逐层安装横梁形成多层框架结构。
进一步，步骤1中，地梁钢筋包括纵交错的多条钢筋，捆扎好后，得到多条相互平行的横钢筋笼及多条相互平行的纵钢筋笼，横钢筋笼与纵钢筋笼交叉形成复数个地基单元格。
进一步，步骤3中，在地梁钢筋与杯口钢筋笼的交接处设置柱脚定位底板，并且杯口钢筋笼的上端的四壁均设置柱脚侧壁安装板，柱脚定位底板的水平度控制在±1mm。
进一步，步骤6中，回填土可以分成两步完成，第一步，在步骤4的地梁即杯口基座浇筑后，进行第一次回填土；第二步，在步骤5的杯口施工完成后，进行第二次回填土，高度不超过杯口同时避开杯口处，然后浇筑混凝土完成地坪施工；待地坪强度达到要求后，安装底层设备。
进一步，步骤7中，将钢结构柱脚放入所述杯口内，然后在所述柱脚侧壁安装板上焊接用于校准所述钢结构柱子的柱脚侧定位板。
进一步，该安装方法还包括框架校准步骤，所述框架校准步骤的具体操作为：在步骤9结束后，以所述柱脚侧定位板作为基准，根据施工要求对所述钢结构柱子进行垂直校准。
进一步，该安装方法还包括柱脚混凝土浇筑步骤，所述柱脚混凝土浇筑步骤的具体操作为：所述框架校准步骤结束后，向所述杯口内进行灌浆，使得所述钢结构柱子与所述杯口内壁之间被灌浆料填实。
进一步，该安装方法还包括钢结构柱脚内部灌浆步骤，所述钢结构柱脚内部灌浆步骤的具体操作为：所述柱脚混凝土浇筑步骤结束后，通过钢结构柱子上的灌注孔向所述钢结构柱子的内部灌注内部灌浆料，至所述钢结构柱子内的所述内部灌浆料的高度与地坪高度相等，然后将用钢板封堵所述灌注孔。
进一步，每个所述钢结构柱子上具有一个所述灌注孔，多个所述灌注孔均位于相应的所述钢结构柱子的同一侧同方位且具有相同的标高。
本发明的有益效果：
根据本发明所涉及的模块化钢结构的安装方法，因为步骤1-4中杯口柱脚和地梁同时施工，所以地梁和杯口基座施工同时完成。又由于用混凝土对杯口钢筋笼的剩余部分进行浇筑完成杯口施工，不用等杯口的混凝土的强度达到要求就能进行回填土及浇筑混凝土完成地坪施工，因此杯口柱脚和地坪属于同时施工，这样不但能保障底层设备能够在钢结构安装前先行进行安装，还能解决装置内底层设备安装、钢结构主体安装及上层钢结构同时安装施工面的(内部升降车及脚手架搭设)的问题。
同时钢结构柱无需进行分割，无需进行现场拼装、焊接，能够保障柱子的安装垂直度与水平的精度要求，降低现场安装校正风险；
此外，采用杯口方式，能够提高钢结构柱在安装过程中的稳定性，安装安全风险降低，从而也大幅降低成品保护难度。
具体实践表明，采用该方法能够大幅度降低安装安全风险，提高安装效率，同时该方法也具有普遍意义，特别对于施工区域紧张、安装空间小、进度紧、安装精度要求高的工程项目具有指导意义。
附图说明
图1是本发明的实施例中的柱脚底座施工完成后的结构示意图；
图2是本发明的实施例中的杯口的立体结构示意图；
图3是本发明的实施例中的杯口的俯视结构示意图；
图4是本发明的实施例中的钢结构柱子安装后的结构示意图；
图5是图4的剖视图；
图6是本发明的实施例中的多层框架结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明的模块化钢结构的安装方法作具体阐述。
实施例：
一种模块化钢结构的安装方法具体包括以下步骤：
步骤1，在地基上绑扎地梁钢筋及支模，得到复数个地基单元格。
其中，地梁钢筋包括纵交错的多条钢筋，捆扎好后，得到多条相互平行的横钢筋笼及多条相互平行的纵钢筋笼，横钢筋笼与纵钢筋笼交叉形成复数个地基单元格。
步骤2，在地基单元格的交叉处，沿地基向上绑扎杯口钢筋并支模，得到连接在一起的杯口钢筋笼基座及杯口钢筋笼，杯口钢筋基座的上端与地梁钢筋的上表面齐平，柱脚杯口钢筋笼沿地梁钢筋的上表面向上延伸。
其中，在横钢筋笼与纵钢筋笼交叉处，沿地基竖直向上捆扎杯口钢筋，地基到与地梁钢筋的上表面齐平的部分为杯口钢筋笼基座，沿地梁钢筋的上表面向上的部分为杯口钢筋笼，在所有钢筋外支模用于后续浇筑。
步骤3，在杯口钢筋笼的底部设置柱脚定位底板1，并在杯口钢筋笼的上端的四壁均设置柱脚侧壁安装板，然后支模。
其中，在地梁钢筋与杯口钢筋笼的交接处设置柱脚定位底板，并且杯口钢筋笼的上端的四壁均设置柱脚侧壁安装板，柱脚定位底板的水平度控制在±1mm。
步骤4，复核柱脚定位底板的标高后，用混凝土浇筑地梁钢筋至埋没住地梁钢筋及杯口钢筋笼基座，完成地梁及杯口基座施工。本步骤完成后的示意图见图1。
如图1所示，柱脚定位底板1通过销栓安装在杯口钢筋笼内底部，也就是水平地梁钢筋的上表面上，四个柱脚侧壁安装板12分别安装在杯口钢筋笼的上端的四壁上。用混凝土浇筑地梁钢筋至埋没住地梁钢筋及杯口钢筋笼基座，完成地梁及杯口基座施工。
步骤5，用混凝土继续对杯口钢筋笼进行浇筑得到内部中空敞口结构从而完成杯口施工。本步骤完成后杯口示意图见图2、图3及图4。
如图2、3所示，杯口2作为钢结构柱子的柱脚，被柱脚定位底板1分割成杯口基座部分21及敞口部分22。敞口部分22用于放置钢结构柱子。敞口部分22的上端的内侧的四壁均安装有柱脚侧壁安装板12。
步骤6，在地基单元格内回填土，然后浇筑混凝土完成地坪施工，地坪不覆盖杯口。
本步骤回填土可以分成两步完成，第一步，在步骤4的地梁即杯口基座浇筑后，进行第一次回填土；第二步，步骤5的杯口施工完成后，进行第二次回填土，高度不超过杯口同时避开杯口处，然后浇筑混凝土完成地坪施工。待地坪强度达到要求后，安装底层设备。
步骤7，将钢结构柱脚放入杯口内，然后在柱脚侧壁安装板上焊接用于校准钢结构柱子的柱脚侧定位板。在本实施例例中，根据现场情况先安装角落处的四根钢结构柱子。本步骤完成后的结构示意图见图4及图5。
如图4、5所示，待敞口部分22的强度达到施工要求后，将钢结构柱脚放入其中，使其位于柱脚定位底板1上，然后在柱脚侧壁安装板12上焊接柱脚侧定位板13，四块柱脚侧定位板13分别位于敞口部分22的内壁的四周并且与地基垂直。每个钢结构柱子3上开有一个灌注孔31，多个灌注孔31均位于相应的钢结构柱子3的同一侧同方位且具有相同的标高，可以为钢结构柱子3的安装定位提供基准依据。
步骤8，在距离地坪一定高度处，将底层连接梁安装在钢结构柱子之间，形成第一层框架，得到稳定框架。
步骤9，依托该框架进行扩展，即在第一层框架的上方，逐层安装横梁形成多层框架结构。在本实施例中，依次安装第二层至第四层横梁，形成四层的钢结构框架。本步骤完成后的结构示意图见图6。
如图6所示，四层框架安装完毕，底层设备未在图中标注。
步骤10，框架校准步骤，具体操作为：在步骤9结束后，以柱脚侧定位板24作为基准，根据施工要求对钢结构柱子3进行校准。
步骤11，柱脚混凝土浇筑步骤，具体操作为：待步骤10的校准完成后，向杯口2和钢结构柱子3之间的缝隙进行灌浆，使得钢结构柱子3的外壁与杯口2的内壁之间被灌浆料填实。
步骤12，钢结构柱脚内部灌浆步骤，具体操作为：步骤11结束后，通过钢结构柱子3上的灌注孔31向钢结构柱子3的内部灌注内部灌浆料，至钢结构柱子3内的内部灌浆料的高度与地坪高度相等，然后将用钢板封堵住灌注孔31。
本实施例的作用与技术效果是：
根据本实施例所涉及的模块化钢结构的安装方法，因为步骤1-4中杯口柱脚和地梁同时施工，所以地梁和杯口基座施工同时完成。又由于用混凝土对杯口钢筋笼的剩余部分进行浇筑完成杯口施工，不用等杯口的混凝土的强度达到要求就能进行回填土及浇筑混凝土完成地坪施工，因此杯口柱脚和地坪属于同时施工，这样不但能保障底层设备能够在钢结构安装前先行进行安装，还能解决装置内底层设备安装、钢结构主体安装及上层钢结构同时安装施工面的(内部升降车及脚手架搭设)的问题。
同时钢结构柱无需进行分割，无需进行现场拼装、焊接，能够保障柱子的安装垂直度与水平的精度要求，降低现场安装校正风险。
另外，在杯口施工时控制定位底板的安装精度，降低钢结构主体结构安装难度；减少现场调节的工作量。
此外，采用杯口方式，能够提高钢结构柱在安装过程中的稳定性，安装安全风险降低，从而也大幅降低成品保护难度。
另外，设置柱脚侧定位板对钢结构柱子进行校准，保证了钢结构柱子安装的垂直度。
此外，步骤10的校准完成后，柱脚混凝土浇筑步骤和钢结构柱脚内部灌浆步骤使得钢结构更加稳固。
具体实践表明，采用该方法能够大幅度降低安装安全风险，提高安装效率，同时该方法也具有普遍意义，特别对于施工区域紧张、安装空间小、进度紧、安装精度要求高的工程项目具有指导意义。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种模块化钢结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在地基上绑扎地梁钢筋及支模，得到复数个地基单元格；
步骤2，在所述地基单元格的交叉处，沿所述地基向上绑扎杯口钢筋并支模，得到连接在一起的杯口钢筋笼基座及杯口钢筋笼，所述杯口钢筋笼基座的上端与所述地梁钢筋的上表面齐平，所述杯口钢筋笼沿所述地梁钢筋的上表面向上延伸；
步骤3，在所述杯口钢筋笼的底部设置柱脚定位底板，并在所述杯口钢筋笼的上端的四壁均设置柱脚侧壁安装板，然后支模；
步骤4，复核所述柱脚定位底板的标高后，用混凝土浇筑所述地梁钢筋至埋没住所述地梁钢筋及所述杯口钢筋笼基座，完成地梁及杯口基座施工；
步骤5，用混凝土继续对所述杯口钢筋笼进行浇筑得到内部中空敞口结构从而完成杯口施工；
步骤6，在所述地基单元格内回填土，然后浇筑混凝土完成地坪施工，所述地坪不覆盖所述杯口；
步骤7，在所述杯口内放入钢结构柱子；
步骤8，在距离所述地坪一定高度处，将底层连接梁安装在所述钢结构柱子之间，形成第一层框架；
步骤9，在所述第一层框架的上方，逐层安装横梁形成多层框架结构。
2.根据权利要求1所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于：步骤1中，地梁钢筋包括纵交错的多条钢筋，捆扎好后，得到多条相互平行的横钢筋笼及多条相互平行的纵钢筋笼，横钢筋笼与纵钢筋笼交叉形成复数个地基单元格。
3.根据权利要求1所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于：步骤3中，在地梁钢筋与杯口钢筋笼的交接处设置柱脚定位底板，并且杯口钢筋笼的上端的四壁均设置柱脚侧壁安装板，柱脚定位底板的水平度控制在±1mm。
4.根据权利要求1所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于：步骤6中，回填土分成两步完成，第一步，在步骤4的地梁即杯口基座浇筑后，进行第一次回填土；第二步，在步骤5的杯口施工完成后，进行第二次回填土，高度不超过杯口同时避开杯口处，然后浇筑混凝土完成地坪施工；待地坪强度达到要求后，安装底层设备。
5.根据权利要求1所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于：步骤7中，将钢结构柱脚放入所述杯口内，然后在所述柱脚侧壁安装板上焊接用于校准所述钢结构柱子的柱脚侧定位板。
6.根据权利要求1所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于，还包括框架校准步骤，所述框架校准步骤的具体操作为：在步骤9结束后，以所述柱脚侧定位板作为基准，根据施工要求对所述钢结构柱子进行垂直校准。
7.根据权利要求6所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于，还包括柱脚混凝土浇筑步骤，所述柱脚混凝土浇筑步骤的具体操作为：所述框架校准步骤结束后，向所述杯口内进行灌浆，使得所述钢结构柱子与所述杯口内壁之间被灌浆料填实。
8.根据权利要求7所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于，还包括钢结构柱脚内部灌浆步骤，所述钢结构柱脚内部灌浆步骤的具体操作为：所述柱脚混凝土浇筑步骤结束后，通过钢结构柱子上的灌注孔向所述钢结构柱子的内部灌注内部灌浆料，至所述钢结构柱子内的所述内部灌浆料的高度与地坪高度相等，然后将用钢板封堵所述灌注孔。
9.根据权利要求8所述的模块化钢结构的安装方法，其特征在于：每个所述钢结构柱子上具有一个所述灌注孔，多个所述灌注孔均位于相应的所述钢结构柱子的同一侧同方位且具有相同的标高。
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